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Dissertação

{en_GB=Experiments on control of a soft continuum manipulator robot} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Os robôs contínuos macios exibem características, como conformidade e destreza, que oferecem maior segurança na interação homem-robô quando comparados aos robôs tradicionais. Como um campo relativamente recente, a robótica contínua tem um crescimento potencial não apenas em controle, mas também em design. Este estudo apresenta a construção, teste e controle de um robô soft contínuo para ser usado no sistema I-SUPPORT, substituindo os atuadores baseados em McKibben usados, por outros de silicone. Depois de detalhada a fabricação do protótipo, foi feita a caracterização mecânica e cinemática comparando os dois atuadores. A caracterização mecânica foi feita medindo o alongamento de atuadores individuais mediante o fornecimento de entradas de pressão. A caracterização cinemática foi feita com os atuadores montados no robô, incluindo alongamento, flexão, área de trabalho alcançável e repetibilidade. Os atuadores de silicone mostraram-se uma boa alternativa, oferecendo mais confiabilidade e fácil manutenção ao manipulador. Também foi proposto um conceito de controle capaz de resolver a cinemática inversa por meio de regressão polinomial, que não requer conhecimento prévio sobre o robô. A eficácia do controle foi demonstrada por dados de simulação e experimentalmente, por um controle de espaço de tarefa de loop aberto usando trajetórias ponto a ponto de linha reta, círculo e em forma de 8. Os resultados apresentaram um controle promissor para o robô macio contínuo proposto., en=Continuum soft robots exhibit characteristics, such as compliance and dexterity, that offer greater security in human-robot interaction when compared to traditional robots. As a relatively recent field, continuum robotics has a potential growth not only in control but also in design. This study presents the construction, testing and control of a continuum soft robot to be used in the I-SUPPORT system, replacing the McKibben-based actuators used, with silicone ones. After it was detailed the prototype’s manufacturing, the mechanical and kinematics characterization were made comparing both actuators. The mechanical characterization was done by measuring the elongation of the single actuators by supplying pressure inputs. The kinematics characterization was made with the actuators assembled in the robot, including elongation, bending, reachable workspace and repeatability. The silicone actuators showed to be a good alternative, offering more reliability and easy maintenance to the manipulator. It was also proposed a control concept capable of solving the inverse kinematics using polynomial regression, which requires no prior knowledge about the robot. The effectiveness of the control was demonstrated by simulation data and experimentally, by an open-loop task space control using straight line, circle, and 8-shaped point-to-point trajectories. The results presented a promising control for the continuum soft robot proposed.}
Keywords: {pt=Robótica contínua, Aprendizado de máquina, Controle do robô, Regressão polinomial, Actuadores macios., en=Continuum robotics, Machine learning, Robot control, Polynomial regression, Soft actuators.}

Discussão: julho 19, 2021, 15:0